APRENDIENDO SOBRE LA COMBUSTIÓN
Por combustión se entiende el proceso mediante el cual se produce la quema
de cualquier sustancia, ya sea gaseosa, líquido o sólida. En este proceso, el
combustible se oxida y desprende calor, y, con frecuencia, luz. El oxidante no
es oxígeno necesariamente, ya que puede ser parte de un compuesto químico, como
ácido nítrico, HNO3, o perclorato de amonio, NH4ClO4, y puede quemarse
nuevamente durante una serie de pasos químicos complejos. Este oxidante puede
también ser un material que no contenga oxígeno, como el flúor. Éste se combina
con el hidrógeno combustible, que libera luz y calor.
El oxígeno tiene la capacidad de combinarse con diversos elementos para
producir óxidos. En definitiva, la oxidación es la combinación del oxígeno con
otra sustancia. Existen oxidaciones que son sumamente lentas, como por ejemplo
la del hierro. Cuando la oxidación es rápida se llama combustión.
Pues bien, la combustión se refiere a las reacciones químicas que se
establecen entre cualquier compuesto y el oxígeno. A esto también se le llama
reacciones de oxidación. De este tipo de proceso se desprenden energía lumínica
y calórica y se llevan a cabo rápidamente. Cabe destacar que los organismos
vivientes, para producir energía, utilizan una combustión controlada de los
azúcares.
· Proceso
de combustión
El material que arde, como el queroseno, es el combustible y el que hace
arder, como el oxígeno, se llama comburente.
Entendemos por ignición el valor de temperatura que debe presentar el
sistema fisicoquímico para que se pueda dar la combustión de manera natural. El
proceso termina cuando se consigue el equilibrio entre la energía de los
compuestos que reaccionan y la de los productos de la reacción. Con el punto de
ignición se alcanza la temperatura de inflamación, activado por la energía de
una chispa o por la llama de un fósforo.
El carbono y el hidrógeno, hidrocarburos, son elementos que entran en
combustión más fácilmente. El heptano, propano y el metano, entre otros, son
sustancias que se utilizan como combustibles, es decir, como fuentes de calor
proporcionados por la combustión. En síntesis, la combustión se produce cuando
convergen los siguientes factores:
-
El
combustible, es decir, el material que arde, carbón, madera, plástico.
-
El
comburente, el material que hacer arder, oxígeno.
-
La
temperatura de inflamación, la temperatura más baja a la cual el material
inicia la combustión para seguir ardiendo.
Cuando el proceso de combustión se acelera, por ejemplo, aumentando la
temperatura se produce una explosión. Existen ciertas situaciones en las que se
produce combustión sin necesidad de un calentamiento exterior, como es el caso
de los cuerpos fácilmente oxidables, en su mayoría malos conductores del calor.
La energía emanada por la combustión es aprovechada en los procesos
industriales para obtener fuerza motriz e iluminación -entre otros- así como
productos oxidados específicos y eliminación de residuos.
Los combustibles son, en su mayoría, de origen orgánico y su valor depende
de la proporción de carbono e hidrógeno que contienen en su composición
química. El valor principal de un combustible radica en su capacidad de liberar
calor durante la combustión. Igualmente, hay combustibles sólidos, líquidos y
gaseosos que pueden ser naturales y artificiales.
Existen ciertas situaciones en las que se produce combustión sin necesidad
de un calentamiento exterior, como es el caso de los cuerpos fácilmente
oxidables, en su mayoría malos conductores del calor.
Por su parte, los productos de la combustión difieren según el tipo de
combustible que se use, y varían también si la combustión es completa o
incompleta. En la combustión completa se produce: vapor de agua, dióxido de
carbono y energía calórica. En cambio, si la combustión es incompleta, se
produce monóxido de carbono.
EXPERIMENTO COMO APAGAR UNA VELA SIN SOPLAR
Las velas necesitan la presencia de oxígeno en el entorno para que se pueda
producir el fenómeno que da lugar a la llama: la combustión. La combustión es
el fenómeno que ocurre cuando la cera o la parafina –el material de que están
hechas las velas– entra en contacto con el oxígeno del aire. Esto desemboca una
reacción química que desprende energía en forma de calor y la luz. La llama que
asociamos a una vela encendida es el resultado de este proceso. En este
sencillo experimento aprenderás cómo apagar una vela sin soplar utilizando poco
más que una vela y un vaso.
MATERIALES:
·
Un
vaso de cristal
·
Recipiente
con agua
·
Un
plato hondo
·
Una
vela
·
Cerillos
PROCEDIMIENTO:
1.
Vierte
un poco de agua en el plato.
2.
Coloca
la vela en la mitad del plato y enciéndela con la ayuda de un cerillo.
3.
Pon
el vaso boca abajo, tapando la vela.
4.
Verás
que el nivel del agua del vaso sube, mientras que el nivel del agua del plato
baja. Poco después la vela se apaga sin necesidad de soplar.
FOTOS:
EXPLICACIÓN:
La vela como está al aire está haciendo la reacción de combustión y quema
oxigeno del aire y lo transforma en CO2 y vapor de agua. La vela se apaga
porque el oxígeno de dentro del vaso se agota y al no haber oxígeno, la
reacción de la combustión no puede continuar. De esta manera conseguirás apagar
una vela sin soplar. Pero no es el único fenómeno de la física que has visto en
el experimento de la vela y el vaso. Hay otros que merece la pena revisar.
Uno de ellos es el hecho de que el agua suba cuando la vela se apaga. ¿Qué
es lo que la hace subir? Encontramos la respuesta en un fenómeno de la física
llamado presión atmosférica. Se trata de una fuerza que ejerce la atmósfera
sobre los cuerpos. Cuando la vela se apaga por falta de oxígeno, los gases del
interior de la botella se enfrían rápidamente. Esto provoca una bajada de
presión que hace que la vela apagada atraiga el agua hacia el interior del
vaso. Como la presión en el interior de la botella es inferior a la presión
atmosférica, el agua del plato sube lentamente. Este proceso comprime el aire
del interior de la botella hasta que la presión de fuera y de dentro de la
botella queda igualada.
REFERENCIAS:
La Combustión - Enciclopedia Medioambiental. (2018, marzo 7). Ambientum.com.
https://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/energia/la_combustion.asp
(S/f). Fundacionaquae.org. Recuperado el 27 de noviembre de 2021, de
https://www.fundacionaquae.org/experimento-serias-capaz-apagar-una-vela-sin-soplarla/
La combustión y el oxigeno. (s/f). Investigacionyciencia.es. Recuperado el
27 de noviembre de 2021, de
https://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/10/posts/la-combustin-y-el-oxigeno-10170
Combustión. (s/f). Profesorenlinea.cl. Recuperado el 27 de noviembre de
2021, de https://www.profesorenlinea.cl/fisica/Combustion.htm
Combustión. (s/f-b). Metrogas.cl. Recuperado el 27 de noviembre de 2021, de
http://www.metrogas.cl/gnl_movil/asesoria_tecnica_1
